Gluconeogénesis: Producción de Glucosa a Partir de Sustratos No Carbohidratos
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La gluconeogénesis (GNG) es una vía metabólica que produce glucosa a partir de ciertos sustratos de carbono sin hidratos de carbono. Estos sustratos incluyen:
- Aminoácidos glucogénicos (de la descomposición de proteínas)
- Glicerol (de la descomposición de lípidos)
- Piruvato y lactato (de otras etapas del metabolismo)
Etapas de la Gluconeogénesis
La gluconeogénesis tiene lugar en el hígado y los riñones. Comienza en la mitocondria con la formación de oxaloacetato por la carboxilación del piruvato. Esta reacción requiere ATP y es catalizada por la piruvato carboxilasa.
El oxaloacetato se reduce a malato usando NADH, un paso necesario para su transporte fuera de las mitocondrias. El malato se oxida a oxaloacetato usando NAD+ en el citosol, donde tienen lugar las etapas restantes de la gluconeogénesis.
El oxaloacetato se descarboxila y luego fosforila para formar fosfoenolpiruvato (PEP) usando la enzima PEPCK. Una molécula de GTP se hidroliza a GDP durante esta reacción.
Los siguientes pasos en la reacción son los mismos que la glucólisis invertida. Sin embargo, la fructosa 1,6-bisfosfatasa convierte la fructosa 1,6-bisfosfato en fructosa 6-fosfato, utilizando una molécula de agua y liberando un fosfato. Este es el paso limitante de la gluconeogénesis.
La glucosa-6-fosfato se forma a partir de fructosa 6-fosfato por fosfoglucoisomerasa. La glucosa-6-fosfato puede utilizarse en otras vías metabólicas o desfosforilada para liberar glucosa.
La reacción final de la gluconeogénesis, la formación de glucosa, se produce en el lumen del retículo endoplasmático, donde la glucosa-6-fosfato es hidrolizada por la glucosa-6-fosfatasa para producir glucosa y liberar un fosfato inorgánico.
Regulación de la Gluconeogénesis
La gluconeogénesis está regulada por varios factores, incluyendo:
- Niveles de glucosa en sangre: Los niveles bajos de glucosa en sangre estimulan la gluconeogénesis.
- Niveles de insulina: La insulina inhibe la gluconeogénesis.
- Niveles de glucagón: El glucagón estimula la gluconeogénesis.
- Niveles de acetil-CoA: Los niveles altos de acetil-CoA estimulan la gluconeogénesis.
- Niveles de ADP: Los niveles altos de ADP estimulan la gluconeogénesis.
Importancia de la Gluconeogénesis
La gluconeogénesis es esencial para mantener los niveles de glucosa en sangre durante el ayuno y el ejercicio. También proporciona glucosa para el cerebro, que depende de la glucosa como su principal fuente de energía.